GPS課件,武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院課堂課件

GPS課件武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院課堂課件GPS原理與原理衛(wèi)星定位基于多顆衛(wèi)星的位置信息和時(shí)間信息，利用三角測(cè)量原理計(jì)算接收機(jī)的位置。信號(hào)傳播衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)通過(guò)電磁波的方式傳播到地面，并被接收機(jī)接收和處理。GPS歷史發(fā)展11970s美國(guó)軍方開(kāi)始研發(fā)GPS系統(tǒng)，并將其用于軍事用途。21980sGPS系統(tǒng)開(kāi)始向民用開(kāi)放，并逐漸普及應(yīng)用。31990sGPS技術(shù)不斷改進(jìn)，精度和可靠性不斷提升。42000sGPS應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。52010s至今GPS技術(shù)與其他技術(shù)融合，催生了新的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。GPS的組成系統(tǒng)1衛(wèi)星系統(tǒng)2接收機(jī)系統(tǒng)3控制系統(tǒng)GPS衛(wèi)星系統(tǒng)軌道31顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道平面上，運(yùn)行高度約20200公里。信號(hào)衛(wèi)星發(fā)射L1、L2和L5三種頻率的信號(hào)，包含定位、時(shí)間和導(dǎo)航信息。時(shí)鐘衛(wèi)星內(nèi)部配備原子鐘，提供高精度的計(jì)時(shí)信息，保障定位精度。GPS接收機(jī)系統(tǒng)手持式便攜式，適用于野外作業(yè)、徒步旅行等。車(chē)載式集成于車(chē)輛，用于導(dǎo)航定位和車(chē)輛管理。精密測(cè)量用于高精度測(cè)量，如地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和工程測(cè)量。GPS控制系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。更新更新衛(wèi)星軌道和時(shí)鐘信息，提高定位精度。管理管理衛(wèi)星系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全和可靠性。GPS信號(hào)載波信號(hào)攜帶定位、時(shí)間和導(dǎo)航信息，用于定位和導(dǎo)航。偽隨機(jī)碼用于區(qū)分不同的衛(wèi)星，并進(jìn)行信號(hào)接收和處理。導(dǎo)航數(shù)據(jù)包含衛(wèi)星的軌道信息、時(shí)鐘信息和其他相關(guān)信息。GPS坐標(biāo)系統(tǒng)1WGS84世界大地坐標(biāo)系，用于全球定位和導(dǎo)航。2北京54中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系，用于中國(guó)境內(nèi)的大地測(cè)量。3西安80中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系，用于中國(guó)境內(nèi)的大地測(cè)量，精度更高。GPS測(cè)量方法靜態(tài)測(cè)量接收機(jī)固定在某一點(diǎn)，連續(xù)觀測(cè)一段時(shí)間，獲取高精度定位結(jié)果。動(dòng)態(tài)測(cè)量接收機(jī)隨物體移動(dòng)，實(shí)時(shí)獲取位置信息，用于導(dǎo)航和追蹤。差分測(cè)量利用兩個(gè)或多個(gè)接收機(jī)同時(shí)觀測(cè)，通過(guò)差分計(jì)算提高定位精度。GPS誤差來(lái)源1衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星內(nèi)部原子鐘存在微小的誤差，會(huì)影響定位精度。2大氣延遲電磁波在大氣層中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生延遲，影響信號(hào)傳播時(shí)間。3多路徑效應(yīng)信號(hào)反射和散射會(huì)造成多路徑誤差，影響信號(hào)接收精度。4接收機(jī)噪聲接收機(jī)內(nèi)部電子元件存在噪聲，會(huì)影響信號(hào)接收和處理。GPS誤差消除差分校正利用差分技術(shù)，通過(guò)參考站的已知位置信息來(lái)校正誤差。模型校正建立誤差模型，利用已知數(shù)據(jù)對(duì)誤差進(jìn)行校正。濾波處理利用濾波技術(shù)，消除隨機(jī)噪聲和干擾，提高定位精度。GPS數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)采集使用接收機(jī)收集衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)。2數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，消除噪聲和誤差。3數(shù)據(jù)解算根據(jù)數(shù)據(jù)模型和算法，計(jì)算接收機(jī)的位置信息。4數(shù)據(jù)后處理對(duì)解算結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證，提高精度和可靠性。GPS基礎(chǔ)測(cè)量GPS高精度測(cè)量地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)利用GPS測(cè)量技術(shù)，監(jiān)測(cè)地殼的運(yùn)動(dòng)變化，為地震預(yù)警和地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。工程測(cè)量在工程建設(shè)中，利用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行精確的定位和測(cè)量，保證工程質(zhì)量。GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量導(dǎo)航定位利用GPS信號(hào)，為車(chē)輛、船舶、飛機(jī)等提供導(dǎo)航定位服務(wù)。追蹤定位利用GPS信號(hào)，對(duì)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，應(yīng)用于物流管理和安全監(jiān)控。GPS應(yīng)用領(lǐng)域1地理信息系統(tǒng)(GIS)用于空間數(shù)據(jù)采集、處理和分析，構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。2遙感技術(shù)用于遙感影像的定位和幾何校正，提高遙感數(shù)據(jù)的精度。3導(dǎo)航定位技術(shù)為車(chē)輛、船舶、飛機(jī)等提供導(dǎo)航定位服務(wù)，提升交通安全和效率。4時(shí)空大數(shù)據(jù)為時(shí)空大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用于城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)(GIS)地圖制作利用GPS數(shù)據(jù)，構(gòu)建高精度的地圖數(shù)據(jù)，用于地圖制作和導(dǎo)航?？臻g分析對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用于城市規(guī)劃、土地管理和環(huán)境監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)影像定位利用GPS數(shù)據(jù)，對(duì)遙感影像進(jìn)行幾何校正，提高影像精度。影像分析利用遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行土地利用、植被監(jiān)測(cè)和災(zāi)害評(píng)估。導(dǎo)航定位技術(shù)汽車(chē)導(dǎo)航為車(chē)輛提供路線規(guī)劃、實(shí)時(shí)導(dǎo)航和交通信息服務(wù)。船舶導(dǎo)航為船舶提供航線規(guī)劃、定位和安全預(yù)警服務(wù)。飛機(jī)導(dǎo)航為飛機(jī)提供航線規(guī)劃、飛行控制和安全保障服務(wù)。時(shí)空大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集利用GPS數(shù)據(jù)和其他傳感器數(shù)據(jù)，構(gòu)建時(shí)空大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析對(duì)時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取有價(jià)值的信息和規(guī)律。應(yīng)用場(chǎng)景用于城市規(guī)劃、交通管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。測(cè)繪工程應(yīng)用地形測(cè)量用于地形圖制作，為工程建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工程控制建立工程控制網(wǎng)，為工程建設(shè)提供精確的坐標(biāo)和高程控制。變形監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)工程結(jié)構(gòu)的變形，保證工程安全和穩(wěn)定。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用精準(zhǔn)施肥根據(jù)土壤狀況和作物需求，精準(zhǔn)施肥，提高肥料利用率。精準(zhǔn)播種根據(jù)地形和土壤狀況，精準(zhǔn)播種，提高播種效率。精準(zhǔn)病蟲(chóng)害防治根據(jù)作物生長(zhǎng)狀況，精準(zhǔn)防治病蟲(chóng)害，降低農(nóng)藥用量。智慧城市應(yīng)用城市規(guī)劃利用GPS數(shù)據(jù)，進(jìn)行城市規(guī)劃和管理，優(yōu)化城市空間布局。交通管理利用GPS數(shù)據(jù)，進(jìn)行交通流量監(jiān)測(cè)和信號(hào)燈控制，優(yōu)化交通效率。環(huán)境監(jiān)測(cè)利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量，為環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。自動(dòng)駕駛應(yīng)用定位導(dǎo)航利用GPS信號(hào)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航。環(huán)境感知結(jié)合其他傳感器數(shù)據(jù)，感知周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。安全保障提供安全保障，提高自動(dòng)駕駛的可靠性。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用位置服務(wù)提供位置信息服務(wù)，如地圖導(dǎo)航、位置搜索和社交定位。移動(dòng)支付利用GPS定位，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付和電子商務(wù)。生活服務(wù)提供生活服務(wù)，如餐飲、購(gòu)物、娛樂(lè)等，提升生活便利性。軍事國(guó)防應(yīng)用精確制導(dǎo)為導(dǎo)彈、炸彈等武器提供精確制導(dǎo)，提高打擊精度。戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知為作戰(zhàn)指揮提供實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，提高作戰(zhàn)效率。人員定位對(duì)士兵進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，提高戰(zhàn)場(chǎng)指揮和救援效率。氣象預(yù)報(bào)應(yīng)用天氣預(yù)報(bào)利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)氣象參數(shù)，提高天氣預(yù)報(bào)的精度。災(zāi)害預(yù)警利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)氣象災(zāi)害，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。災(zāi)害預(yù)警應(yīng)用地震預(yù)警利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。洪水預(yù)警利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)水位變化，及時(shí)發(fā)布洪水預(yù)警信息?；馂?zāi)預(yù)警利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)火災(zāi)發(fā)生，及時(shí)發(fā)布火災(zāi)預(yù)警信息。環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用大氣監(jiān)測(cè)利用GPS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)大氣污染，為環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)